JPS5840653B2 - エンジンの吸気装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、エンジンの吸気装置に関し、特に混合気供給
量を任意に制御するためのスロットル構造体の改良に関
する。

従来、エンジンの吸気装置は、気化器、燃料噴射弁等の
燃料供給体と、吸気管中に設けられたバタフライ型のス
ロットル弁と、空気−燃料混合気を各気筒に分配する吸
気マニホールドとを主要構成要素としている。

ところが、このような構造では混合気の気筒間分配が不
均一になりやすく、エンジン性能の悪化、有害排気ガス
取分の増加を招きやすいという問題がある。

これは、気化器等の燃料供給体から供給される燃料が、
吸気管の壁面に付着し液膜状となって各気筒に流れ、こ
の液膜状燃料により各気筒の空燃比が不均一になるため
で、吸気装置において燃料が十分に霧化されないことに
起因している。

また、この他にスロットル弁がバタフライ型のものであ
り、吸気管の軸方向に対して非対称に配設されているた
め、このスロットル弁により混合気流が偏向されること
にも起因しており、特にスロットル弁は回動により開度
が変化するため、これにより燃料供給体とスロットル弁
との幾可学的位置関係が変化し混合気流の偏向を助長し
ている。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、燃料を十
分に霧化させることができ、混合気流の偏向を抑止でき
て、混合気の気筒間分配の不均一に基づくエンジン性能
の悪化、有害排気ガス成分の増加を防止し得るエンジン
の吸気装置を提供することを目的とするものである０ 特に本発明は、燃料供給体と一定の距離を保って対向す
るよう設けられた固定弁体と、吸気通路の軸方向に移動
可能で、外壁面の一部が吸気管内壁に密接し、かつテー
パー形状の内壁面が固定弁体と協同して吸気管の開口面
積を変化させるよう構成された可動管状体を備える構造
を特徴としており、この構造により上記目的を達成せん
とするものである。

以下本発明を図に示す実施例により説明する。

第１実施例を示す第１図において、エンジン１は詳細に
図示しないが自動車駆動用の周知の多気筒４サイクル火
花点火式エンジンで、燃焼用の空気をエアクリーナ２、
吸気管３及び吸気マニホールド４を経て吸入する。

また、ガソリン等の燃料は燃料供給体５から吸気通路３
内に供給され、空気−燃料混合気としてエンジン１に供
給される。

ここで、吸気マニホールド４は、その集合部の下部に温
水加熱部６が形成されており、吸気マニホールド４をエ
ンジン１の冷却温水で加熱するようにしている。

燃料供給体５は、燃料噴射弁で構成されており、図示し
ない燃料ポンプで圧送されエンジン１の運転状態に応じ
て計量された燃料を噴射供給する。

次に第２図により吸気管３及びこの吸気管３内に設けら
れたスロットル構造体１０の構成について詳細に説明す
る。

吸気管３は、主として上部ハウジング３１及び下部ハウ
ジング３２から構成されており、このうち上部ハウジン
グ３１の右端部には通路面積が徐々に大きくなっている
エアホーン３３が形成されており、このエアホーン３３
の上流側にはエアクリーナ２が設けられている。

また、上部ハウジング３１の頂部には、上述した燃料噴
射弁５がねじ結合されており、さらにその側部に１対の
ばね受フック３４が設けられている。

下部ハウジング３２には、吸気通路をなす内壁面３５、
止部ハウジング３１と結合するための外周壁３６及びこ
の外周壁３６の内側に形成された円筒案内壁３７が一体
に設けられている。

次にスロットル構造体１０について説明するとこれは主
として固定弁体１１と可動管状体１２とから構成されて
おり、このうち固定弁体１１は円板形状のもので、４本
の支柱１３（図で２本のみ示す）により上部ハウジング
３１の吸気通路において燃料噴射弁５と一定の距離を保
って対向するよう固定されている。

可動管状体１２は、全体としてほぼ円筒形状で上部がテ
ーパー形状に形成されており、その下部に外壁面として
第１のフランジ部１４が、中央部に第２のフランジ部１
５が形成されている。

そして、第１のフランジ部１４は下部ハウジング３２の
内壁面３５に、第２のフランジ部１５は案内壁３７の内
壁面３８にそれぞれ気密的に嵌合されており、可動管状
体１２は両フランジ部１４．１５の部分で吸気管３の内
壁に密接して吸気管３の軸方向に移動可能に案内されて
いる。

第２のフランジ部１５には４本のピン１６（図では２本
のみ示す）が固定されており、このうち２本のピン１６
とばね受フック３４との間には、可動管状体１２を閉弁
方向（第２図上方）に付勢する１対の引張りコイルばね
１７が設置されている。

また、ピン１６はそれぞれ案内壁３７の長溝３９に係合
されていて、可動管状体１２が周方向に回動するのを防
止している。

可動管状体１２の上部は、外周側に広がるテーパー形状
に形成されており、第３図に示すこのテーパ一部１８の
傾斜角θは３５°〜５５°に形成されていて固定弁体１
１の端部１１ａ全周と対向するよう形成されている。

しかして、このテーパ一部１８と端部１１ａとで開口面
積可変の開口部４０を形成している。

また、テーパ一部１８の傾斜線延長方向は、管状体１２
あるいは吸気管３の中央（軸心）方向に向けられている
。

なお、テーパ一部１８は、３５°〜５５°の範囲内であ
れば段階的に傾斜度が変化する直線的な傾斜面でもよい
し、連続的に傾斜度が変化する曲面的な傾斜面であって
もよい。

また、可動管状体１２は、傾斜面１８と端部１１ａとで
実質的に吸気管３を閉鎖する位置と、ピン１６が案内壁
３７のストッパ４１と当接する全開位置との間が移動範
囲となっている０ 可動管状体１２の上部には、レバー４２の一端がピン４
３により回動可能に係合されており、このレバー４２の
他端は、上部ハウジング３１にピン４４で回動可能に係
合されたリング４６の一端に、ピン４７により移動及び
回動可能に連結されている。

また レバー４２にはワイヤー４８の−端が連結されて
おり、このワイヤー４８の他端は自動車のアクセルペダ
ル等の操作部材４９に作動的に連結されている○ しかして、操作部材４９によりワイヤー４８を引張れば
レバー４２が回動じて可動管状体１２を第２図中下方に
押し下げ、またワイヤー４８を戻せば可動管状体１２は
ばね１７の作用により第２図中上方へ移動する。

吸気マニホールド４において、固定弁体１１と対向する
ように突出部５４が設けられている０また、温水加熱部
６には、熱交換用フィン６１が多数形成されており、こ
れらにより吸気マニホールド４を効率的に加熱する０な
お、この力り熱部６は温水加熱としたが、排気ガスを加
熱流体とする排気加熱、電気ヒータを用いる電気加熱で
あってもよい。

上記構成において作動を説明する。

自動車の運転者がアクセルペダル４９を踏込んでワイヤ
ー４８を引張ると、ばね１７のばね力に抗して可動管状
体１２は第２図中下方へ移動して吸気管３の開口部４０
の開口面積が大きくなる。

これにより燃焼用の空気が、エアクリーナ２、吸気管３
、吸気マニホールド４を通ってエンジン１に吸入される
。

そして、この吸入空気流量に対してエンジン１の運転状
態に適した空燃比の空気−燃料混合気を生成するよう燃
料噴射弁５から燃料が供給される０この燃料は、燃料噴
射弁５と幾可学的に一定の距離を保って設けられている
固定弁体１１に向って流れ、固定弁体１１に当接した液
滴燃料は、はとんどが固定弁体１１の上面に付着して液
膜状となる０ この液膜状燃料は、円板形状の弁体１１の中心部からそ
の半径方向に広がり、弁体１１の端部１１ａからはく離
するときに開口部４０を通る高速空気流で非常に細かく
霧化され、燃料と空気が良好に混合された空気−燃料混
合気が生成される０そして、得られた混合気は、可動管
状体１２のテーパ一部１８の傾斜角度が３５°〜５５°
であるため、この傾斜方向に沿い可動管状体１２の中心
（軸心）方向に流れてさらに混合され、均一な混合気と
なって吸気マニホールド４を通り、エンジン１の各気筒
に吸入されるｏしかして、エンジン１は均一混合気で高
性能を発揮し、かつＨＣなどの有害排気ガス成分も低減
される０ ここで、燃料噴射弁５と固定弁体１１との幾可・学的構
成は、エンジン１の運転状態とは無関係に常に一定であ
り、燃料噴射弁５から供給された燃料の固定弁体１１の
上面への分布はほぼ均一となり、吸気管３中の混合気の
偏向分布は容易に解消される。

また、固定弁体１１の上面に分布された燃料は、弁体１
１の端部１１ａの全周から霧化されるが、霧化燃料は可
動管状体１２のテーパ一部１８に沿って管中心方向に流
れるため、これによって吸気管３の内壁３５に付着する
燃料量は極めて少なくなり、液膜状燃料の生成が低減さ
れる０これを示したのが第４図で、本発明によれば液膜
状燃料を４０％以上低減できたが、傾斜角θを例えば３
０°あるいは６０°にすると２０φ程度しか低減できな
くなったり、実験状態によって低減率が変化してしまい
十分な効果が得られなかった。

なお、上記実施例においては、燃料供給体として燃料噴
射弁を適用したが、第５図に示す実施例のように大ベン
チユリ８１、小ベンチユリ８２、燃料ノズル８３等を備
える公知の気化器８０を適用するようにしてもよい。

また、上記実施例においては、可動管状体を円筒形状と
したが、エンジンの要求に応じて適宜変更可能であり、
この場合必然的に固定弁体１１の形状も他の形状に変更
する必要がある０ 以上述べたように本発明によれば、燃料を十分に霧化さ
せることができ、液膜状燃料を低減できかつ混合気気流
の偏向を抑止できて、混合気の気筒間分配の不均一に基
づくエンジン性能の悪化、有害排気ガス成分の増加を防
止できるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体構成図、第２図は
第１図に示した本発明装置の主要部を示す縦断面図、第
３図は可動管状体のテーパ一部の主要部を示す縦断面図
、第４図は作動説明に供するグラフ、第５図は本発明の
他の実施例の主要部を示す縦断面図である。 １・・・・・・エンジン、３・・・・・・吸気管、４・
・・・・・吸気マニホールド、５，８０・・・・・・燃
料供給体をなす燃料噴射弁、気化器、１０・・・・・・
スロットル構造体、１１・・・′・・・固定弁体、１２
・・・・・・可動管状体、１８・・・・・・テーパ一部
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 吸気管中に燃料を供給し、空気−燃料混合気を生成
   する燃料供給体と、混合気をエンジンの各気筒に分配す
   る吸気マニホールドと、前記燃料供給体から前記吸気マ
   ニホールドに至る吸気管内に設けられ、混合気供給量を
   任意に制御するスロットル構造体とを備えるエンジンの
   吸気装置において、前記スロットル構造体が、前記燃料
   供給体と一定の距離を保って対向するよう前記吸気管内
   に固定された固定弁体と、前記吸気管の軸方向に移動可
   能に設置された可動管状体とを備え、この可動管状体は
   、その外壁面の一部が前記吸気管の内壁に密接して移動
   するよう構成され、かつその内壁面が傾斜角３５°〜５
   ５°のテーパ形状に形成されていて前記固定弁体と協同
   して前記吸気管の開口面積を変化させるよう構成されて
   おり、前記可動管状体の移動により混合気供給量を制御
   するようになしたことを特徴とするエンジンの吸気装置
   。 ２ 前記燃料供給体が、燃料噴射弁である特許請求の範
   囲第１項記載のエンジンの吸気装置。 ３ 前記燃料供給体が、気化器からなる特許請求の範囲
   第１項記載のエンジンの吸気装置。